
【电】 current amplification factor
electric current; electrical current; electricity
【计】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【医】 current; electric current; rheo-
【计】 amplification factor
电流放大因数是电子工程领域描述半导体器件放大能力的核心参数,英文术语为"Current Amplification Factor"。在双极结型晶体管(BJT)中,该参数定义为集电极电流((I_C))与基极电流((I_B))的比值,数学表达式为: $$ β = frac{I_C}{I_B} $$ 这个无量纲参数反映器件对输入电流的放大效能,典型取值范围在20至200之间,具体数值取决于晶体管的结构和工作点。国际电气与电子工程师协会(IEEE)标准定义其为共发射极配置下的正向电流转移比,强调其在放大电路设计中的关键作用[参考:IEEE Std 315-1975]。
从器件物理角度分析,β值受基区宽度调制效应和载流子复合率共同影响。在CMOS工艺中,现代晶体管的β值通过掺杂浓度梯度和结深优化实现精确控制[参考:《半导体器件物理》第3版,施敏著]。实际应用中,工程师需根据《模拟集成电路设计手册》(Analog Devices, 2022版)的建议,将β值温度系数(-2mV/°C)纳入电路稳定性计算。
美国国家标准技术研究院(NIST)的测量数据显示,工业级晶体管β值的生产公差通常控制在±15%以内[参考:NIST SP 960-12]。对于高频应用,《射频微电子》(Razavi著)指出β值随频率升高而下降的特性需要特别关注,建议采用S参数进行更全面的频域分析。
电流放大因数是晶体管等半导体器件的重要参数,用于描述电流在器件中的放大能力,具体分为以下两种常见形式:
共基极电流放大因数(α)
定义为集电极电流((I_C))与发射极电流((I_E))的比值,公式为:
$$
alpha = frac{I_C}{I_E}
$$
其值通常接近1(约0.95~0.99),表示发射极电流大部分传输到集电极。
共发射极电流放大因数(β)
定义为集电极电流((I_C))与基极电流((I_B))的比值,公式为:
$$
beta = frac{I_C}{I_B}
$$
典型值为几十到几百,反映基极电流对集电极电流的控制能力。β与α的关系为:
$$
beta = frac{alpha}{1-alpha}
$$
应用与特性
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